Проектирование и расчет наземной радиолокационной станции наблюдения в зоне аэропорта, страница 4

В проектируемой РТС для приема и излучения сигналов используется одна и та же антенна. Следовательно, необходим антенный переключатель (АП) и устройство защиты приемника (УЗП). Переключение должно осуществляться достаточно быстро, так как от этого напрямую зависит срок службы приемника и минимальный радиус действия РТС. Учитывая не высокую излучаемую мощность и требуемое высокое быстродействие можно выбрать переключатель на -диоде. К достоинствам таких переключателей относится миниатюрность, долговечность.

Типичные параметры переключателей на -диодах, взятые из [3]:

Максимальная импульсная мощность:             кВт;

Время восстановления:                                        мкс;

Развязка:                                                                дБ.

Так же необходима установка ограничителя на входе приемника. Ограничитель целесообразно так же выполнить на -диодах, т.к. такие ограничители относятся к классу самоуправляемых устройств и выполняют защиту входа приемника даже при выключенной РТС.

Найдем минимальный радиус действия РТС:

.

По техническому заданию РТС должна обнаруживать цели на высоте 3 м на всех уровнях дальности. При этом угол места равен:

.

То есть антенна должна иметь диаграмму направленности такой ширины в плоскости угла места. При этом половина мощности будет поглощаться или переотражаться земной поверхностью (рис. 1,а), что не допустимо. Произведя наклон антенны на угол   (рис. 1,б) нам потребуется более узкая диаграмма направленности антенны (больший линейный размер антенны), но мощность будет излучаться более эффективно.

Определим линейные размеры антенны.

Размер с учетом отклонения направления максимума ДН ФАР от нормали к полотну ФАР в азимутальной плоскости:

.

Размер в плоскости угла места:

.

НГТУ.687274.033.

Лист

8

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Как видно, размеры антенны получились не большими. Это обусловлено малой длинной волны.

Рис. 1 – определения ширины диаграммы направленности в плоскости угла места: а) главная ось антенны параллельна земной поверхности; б) главная ось антенны находится под углом к поверхности земли.

НГТУ.687274.033.

Лист

9

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

6. Энергетический расчет РТС.

Энергетический расчет включает три вопроса: расчет чувствительности приемника, мощности зондирующего сигнала и расчет динамического диапазона входных сигналов приемника.

Чувствительность приемника определяется коэффициентом шума приемника и коэффициентом различимости, необходимым для нормальной работы оконечных устройств.

Как известно, коэффициент шума приемника определяется шумовыми свойствами его первых каскадов. Применение малошумящего усилителя высокой частоты позволяет существенно повысить чувствительность приемника. Для выбора усилителя высокой частоты воспользуемся графиками, приведенными в [4,стр.145]. Из графика видно, что наименьшей шумовой температурой обладает неохлажденный параметрический усилитель (охлажденный параметрический усилитель не используем ввиду ограниченности его применения). Эффективная шумовая температура неохлажденного параметрического усилителя на частоте 21ГГц:

К.

Определим коэффициент шума усилителя высокой частоты:

.

Следующим каскадом приемника будет балансный диодный смеситель:

К;

.

Вклад последующих каскадов приемника в коэффициент шума мал. Общий коэффициент шума приемника:

, где  - коэффициент усиления УВЧ.

Определим коэффициент различимости РТС.